CZ2022431A3 - A method of electrically contacting and encapsulating an electronic component on a textile substrate of a smart textile, a casing for carrying out this, and an assembly of the casing and the textile substrate - Google Patents
A method of electrically contacting and encapsulating an electronic component on a textile substrate of a smart textile, a casing for carrying out this, and an assembly of the casing and the textile substrate Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2022431A3 CZ2022431A3 CZ2022-431A CZ2022431A CZ2022431A3 CZ 2022431 A3 CZ2022431 A3 CZ 2022431A3 CZ 2022431 A CZ2022431 A CZ 2022431A CZ 2022431 A3 CZ2022431 A3 CZ 2022431A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- textile substrate
- case
- electronic component
- textile
- storage cavity
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A41—WEARING APPAREL
- A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
- A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A41—WEARING APPAREL
- A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
- A41D31/00—Materials specially adapted for outerwear
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/038—Textiles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Combinations Of Printed Boards (AREA)
Abstract
Vynález prezentuje způsob používání termokomprese k elektrickému propojení a současnému zapouzdření elektronických komponentů (1) na textilních substrátech (2) chytrých textilií pouzdry z termoplastických materiálů v rámci jejich povrchové montáže a dále ke stabilizaci elektrických kontaktů termoplastickým materiálem s obsahem elektricky vodivých částic. Způsob podle vynálezu usnadňuje proces povrchové montáže při zachování maximální spolehlivosti. Předmětem vynálezu je také pouzdro, které umožní pod vlivem krátkodobého působení tepla a tlaku zapečetit elektronickou komponentu (1) včetně jejího elektrického kontaktu s textilním substrátem (2). A dále je předmětem vynálezu sestava pouzdra a textilního substrátu (2).The invention presents a method of using thermocompression for the electrical connection and simultaneous encapsulation of electronic components (1) on textile substrates (2) of smart textiles with cases made of thermoplastic materials as part of their surface assembly and further to stabilize electrical contacts with a thermoplastic material containing electrically conductive particles. The method according to the invention facilitates the process of surface mounting while maintaining maximum reliability. The subject of the invention is also a case, which allows to seal the electronic component (1) including its electrical contact with the textile substrate (2) under the influence of short-term heat and pressure. And further, the object of the invention is the assembly of the case and the textile substrate (2).
Description
Způsob elektrického kontaktování a zapouzdření elektronické komponenty na textilním substrátu chytré textilie, pouzdro pro provádění způsobu, a sestava pouzdra a textilního substrátuA method of electrically contacting and encapsulating an electronic component on a textile substrate of a smart textile, a casing for carrying out the method, and an assembly of the casing and the textile substrate
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká způsobu elektrického kontaktování a zapouzdření elektronických součástek nebo elektronických modulů (dále v textu elektronické komponenty) na textilních substrátech chytrých textilií, při kterém je realizováno elektrické propojení těchto elektronických komponentů s elektricky vodivými drahami textilního substrátu. Součástí vynálezu je také pouzdro k provedení elektrického kontaktování a zapouzdření elektronických komponentů, a dále sestava tvořená pouzdrem a textilním substrátem.The invention relates to a method of electrical contacting and encapsulation of electronic components or electronic modules (hereinafter referred to as electronic components) on textile substrates of smart textiles, in which the electrical connection of these electronic components with the electrically conductive paths of the textile substrate is realized. The invention also includes a case for electrical contacting and encapsulation of electronic components, as well as an assembly consisting of a case and a textile substrate.
Dosavadní stav technikyCurrent state of the art
V současné době pro výrobu chytrých textilií existují techniky integrace planárních elektronických prvků, jako jsou senzory teploty, vlhkosti a tlaku, antény nebo vyhřívání, na textilní substráty. Integrace se provádí pomocí tisku vodivých past a inkoustů, nebo vyšíváním a pletením za použití vodivých nití. Takové elektronické prvky jsou flexibilní, umožňují prostorové uložení, kopírují často i velmi složité tvary, neovlivňují a neomezují pohodlí uživatele. Avšak v rámci chytrých textilií nezřídka musí existovat jejich elektrické propojení s externí vyhodnocovací a komunikační jednotkou, neboť dosud neexistuje metoda realizace integrovaných obvodů přímo na textilních substrátech.Currently, for the production of smart textiles, there are techniques for integrating planar electronic elements, such as temperature, humidity and pressure sensors, antennas or heaters, on textile substrates. Integration is done by printing conductive pastes and inks, or by embroidery and knitting using conductive threads. Such electronic elements are flexible, allow spatial storage, often copy even very complex shapes, do not affect or limit the comfort of the user. However, within the framework of smart textiles, their electrical connection with an external evaluation and communication unit must often exist, as there is still no method of implementing integrated circuits directly on textile substrates.
Právě proto nejslabší částí chytrých textilií tedy nejsou samotné funkční a propojovací struktury, ale propojení těchto struktur s konvenčními elektronickými součástkami nebo s nadřazenou elektronikou pro vyhodnocování, bezdrátovou komunikaci nebo regulaci akčních členů. Právě v místě spojení textilních substrátu s rigidní součástkou či plošným spojem dochází k nejvíce defektům.That is why the weakest part of smart textiles is not the functional and connecting structures themselves, but the connection of these structures with conventional electronic components or with superior electronics for evaluation, wireless communication or regulation of actuators. It is precisely at the point of connection of the textile substrate with a rigid component or circuit board that most defects occur.
Jedna ze známých metod elektrického kontaktování elektronických součástek (SMD - surface mount devices) nebo elektronických modulů vychází z výroby běžných plošných spojů, a to pájení. Tímto způsobem kontaktování se zabývá například vynález z přihlášky US 2005029680 A1 a dále vynález z přihlášky EP 3057384 A1. Tato technika kontaktování je spolehlivá, levná a vyniká nízkým elektrickým odporem. Na druhou stranu skrývá úskalí v podobě potřeby teplotně odolného substrátu, kterým zpravidla textilní substráty nejsou.One of the well-known methods of electrical contacting of electronic components (SMD - surface mount devices) or electronic modules is based on the production of common printed circuits, namely soldering. This method of contacting is dealt with, for example, in the invention from the application US 2005029680 A1 and also the invention from the application EP 3057384 A1. This contacting technique is reliable, cheap and excels in its low electrical resistance. On the other hand, it hides a pitfall in the form of the need for a temperature-resistant substrate, which usually textile substrates are not.
Dále se odborník může setkat s technologiemi ultrazvukového nebo odporového svařování, vyšívání atd. Tyto metody elektrického kontaktování vynikají nízkým elektrickým odporem (ultrazvukové a odporové svařování) a prověřeným způsobem výroby (vyšívaní). Nevýhodami těchto známých metod jsou vysoké pořizovací ceny výrobních zařízení, nebo omezená stabilita elektrického odporu elektrického kontaktu.In addition, the expert may encounter the technologies of ultrasonic or resistance welding, embroidery, etc. These methods of electrical contacting are distinguished by low electrical resistance (ultrasonic and resistance welding) and a proven method of production (embroidery). Disadvantages of these known methods are the high purchase prices of the production equipment, or the limited stability of the electrical resistance of the electrical contact.
Dalším limitním faktorem známých metod elektrického kontaktování na textilní substráty je pak rozměr a tuhost kontaktu, která degraduje základní výhody textilních substrátů - flexibilitu, váhu a netečnost vůči uživateli. K tomu, aby se zmíněnými metodami získal elektricky, mechanicky a chemicky stabilní elektrický kontakt, je nutné přistoupit ještě k dalšímu kroku - pouzdření, které chrání dané elektrické propojení před vnějšími vlivy, včetně samotné rigidní elektronické komponenty vyčnívající nad textilní substrát.Another limiting factor of known methods of electrical contacting to textile substrates is the size and stiffness of the contact, which degrades the basic advantages of textile substrates - flexibility, weight and inertness towards the user. In order to obtain an electrically, mechanically and chemically stable electrical contact with the aforementioned methods, it is necessary to proceed to another step - encapsulation, which protects the given electrical connection from external influences, including the rigid electronic component itself protruding above the textile substrate.
Pouzdření elektronických prvků na chytrých textiliích lze dle přihlášky vynálezu TW 201936033 A realizovat pomocí vstřikolisu, nebo podle vynálezu z přihlášky vynálezu US 2005029680 A1 technikou “globe top”. Další známý vynález z přihlášky vynálezu EP 3057384 A1 řeší pouzdřeníAccording to the invention application TW 201936033 A, the encapsulation of electronic elements on smart textiles can be realized using injection molding, or according to the invention from the invention application US 2005029680 A1 the "globe top" technique. Another known invention from the invention application EP 3057384 A1 deals with encapsulation
- 1 CZ 2022 - 431 A3 pomocí pružných materiálů, zejména pomocí polyuretanových zátěrů nebo filmů, a pomocí následného uzavření mezi dvě vrstvy textilie.- 1 CZ 2022 - 431 A3 by means of flexible materials, especially by means of polyurethane coatings or films, and by means of subsequent closure between two layers of fabric.
Všechny tyto zmíněné metody pouzdření ovšem vyžadují řadu technologických kroků, včetně použití několika strojních zařízení a mechanických přípravků apod. Realizace takového elektrického kontaktu je poté nejen časově, ale i finančně náročná, což je v rozporu se snadnou možností implementace daných kontaktovacích technologií do průmyslu a rozšíření chytrých textilií mezi širokou veřejnost.All of these encapsulation methods mentioned, however, require a number of technological steps, including the use of several machines and mechanical devices, etc. The realization of such an electrical contact is then not only time-consuming, but also financially demanding, which is contrary to the easy possibility of implementing the given contact technologies into industry and expansion of smart textiles to the general public.
S ohledem na výše v textu uvedená fakta existuje poptávka po univerzální, cenově dostupné a provozně spolehlivé metodě elektrického kontaktování a pouzdření standardních elektronických součástek a elektronických modulů na textilní substráty chytrých textilií.In view of the above facts, there is a demand for a universal, affordable and operationally reliable method of electrical contacting and encapsulation of standard electronic components and electronic modules on textile substrates of smart textiles.
Úkolem vynálezu je vytvoření způsobu elektrického kontaktování a zapouzdření pro povrchovou montáž elektronických komponent na textilní substráty chytrých textilií, který by uspokojil výše uvedenou poptávku po univerzální, cenově dostupné a provozně spolehlivé metodě, který by vynikal spolehlivostí, mechanickou a chemickou odolností elektrického kontaktu a rovněž stabilním elektrickým odporem elektrického kontaktu, a který by současně nevyžadoval složitou výrobní infrastrukturu, a dále který by vyhovoval požadavkům na vysokou variabilitu spojenou s rozsáhlou paletou elektronických komponentů určených k integraci na textilní substráty podle jejich funkcí. Součástí vynálezu by také mělo být pouzdro, které by umožňovalo provádění vynalezeného způsobu, a dále sestava tvořená pouzdrem aplikovaným na textilní substrát, která by vykazovala proklamované výhody elektrického propojení a zapouzdření elektronické komponenty podle vynálezu.The task of the invention is to create a method of electrical contacting and encapsulation for the surface assembly of electronic components on textile substrates of smart textiles, which would satisfy the above-mentioned demand for a universal, affordable and operationally reliable method, which would excel in reliability, mechanical and chemical resistance of electrical contact, as well as stable by the electrical resistance of the electrical contact, and which at the same time would not require a complex production infrastructure, and further which would meet the requirements for high variability associated with an extensive range of electronic components intended for integration on textile substrates according to their functions. A part of the invention should also include a case that would enable the implementation of the invented method, as well as an assembly consisting of a case applied to a textile substrate, which would show the claimed advantages of electrical connection and encapsulation of the electronic component according to the invention.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Vytčený úkol je vyřešen vytvořením způsobu elektrického kontaktování a zapouzdření elektronické komponenty na textilním substrátu, a dále vytvořením pouzdra a sestavy pouzdra a textilního substrátu podle níže uvedeného vynálezu.The set task is solved by creating a method of electrical contacting and encapsulation of an electronic component on a textile substrate, and further by creating a case and assembly of a case and a textile substrate according to the invention below.
Způsob elektrického kontaktování a zapouzdření elektronické komponenty na textilním substrátu pro povrchovou montáž elektronických součástek nebo elektronických modulů chytrých textilií, a to včetně vytvoření elektrického propojení s elektricky vodivými drahami textilního substrátu, je tvořený následujícími postupovými kroky, kde za a) se na textilním substrátu chytré textilie vytvoří sesazovací značky. Sesazovací značky se běžně při povrchové montáži používají a slouží k přesnému navedení elektrických vývodů elektronické komponenty na kontaktní plošky textilního substrátu. V rámci postupového kroku b) se připraví pouzdro pro zapouzdření elektronické komponenty. Pouzdro musí být připraveno ideálně před zahájením kontaktování, aby se mohlo aplikovat bez zbytečných odkladů. Během postupového kroku c) se pouzdro sesadí s elektronickou komponentou, načež se v průběhu postupového kroku d) elektronická komponenta dle sezazovacích značek ustaví vůči textilnímu substrátu. Jakmile jsou všechny díly vzájemně ustaveny, dojde na postupové kroky e), v rámci kterého se vytvoří elektrický kontakt mezi textilním substrátem a elektronickou so komponentou, a f), v rámci kterého se pouzdro zapečetí pro zapouzdření elektrického kontaktu a fixaci povrchové montáže elektronické komponenty na textilním substrátu.The method of electrical contacting and encapsulation of an electronic component on a textile substrate for the surface assembly of electronic components or electronic modules of smart textiles, including the creation of an electrical connection with the electrically conductive paths of the textile substrate, consists of the following procedural steps, where for a) the smart textile is placed on the textile substrate will create drop marks. Placement marks are commonly used during surface mounting and are used to accurately guide the electrical leads of the electronic component to the contact surfaces of the textile substrate. As part of procedural step b), a case is prepared for encapsulating the electronic component. The case must be prepared ideally before contacting begins, so that it can be applied without unnecessary delays. During procedural step c), the housing is seated with the electronic component, after which, during procedural step d), the electronic component is positioned against the textile substrate according to the seating marks. Once all the parts are in place, the process steps e) in which electrical contact is made between the textile substrate and the electronic component, and f) in which the case is sealed to encapsulate the electrical contact and fix the surface mount of the electronic component to the textile substrate.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že v rámci postupového kroku b) se pouzdro připraví z termoplastu, přičemž tvar jeho úložné kavity pro elektronickou komponentu kopíruje tvar elektronické komponenty. Současně je termoplast pouzdra v oblasti budoucího elektrického kontaktu obohacený o elektricky vodivé částice. Použití termoplastu a okopírování tvaru elektronické komponenty umožňuje použít termokompresi ke zhotovení elektrického kontaktu a zapouzdření. Termoplast se působením tlaku a tepla dočasně stane méně viskózním, čímž se prováže se strukturou textilního substrátu. Navíc v oblasti elektrického kontaktu je elektrickáThe essence of the invention consists in the fact that, as part of procedure step b), the housing is prepared from thermoplastic, while the shape of its storage cavity for the electronic component copies the shape of the electronic component. At the same time, the thermoplastic of the housing is enriched with electrically conductive particles in the area of future electrical contact. Using thermoplastic and copying the shape of the electronic component allows thermocompression to be used to make the electrical contact and encapsulation. The thermoplastic becomes temporarily less viscous under the action of pressure and heat, thus bonding with the structure of the textile substrate. Moreover, in the area of electrical contact, it is electrical
- 2 CZ 2022 - 431 A3 vodivost stabilizována kromě přesně ustaveného styku elektrického vývodu elektronické komponenty s kontaktní plochou textilního substrátu rovněž elektricky vodivými částicemi, které elektrický kontakt během méně viskózní fáze termoplastu obklopí, čímž posílí spolehlivost elektrického kontaktu a po opětovném ztuhnutí termoplastu tak setrvají napořád.- 2 CZ 2022 - 431 A3 conductivity is stabilized in addition to the precisely established contact of the electrical outlet of the electronic component with the contact surface of the textile substrate also by electrically conductive particles that surround the electrical contact during the less viscous phase of the thermoplastic, thereby strengthening the reliability of the electrical contact and thus remaining intact after the thermoplastic solidifies again .
Pro vynález je rovněž podstatné že postupové kroky e) a f) se realizují současně pomocí termokomprese, což znamená, že se se tlakem a teplem působí z vnější strany pouzdra pro částečné roztavení pouzdra do méně viskózního stavu a jeho následné provázání se strukturou textilního substrátu. Posléze se na sestavu pouzdra a textilního substrátu při zachování působení tlaku přestane působit teplem, a to po dobu nutnou pro opětovné ztuhnutí pouzdra. Jakmile se pouzdro opět změní v pevné těleso vykazující mechanickou odolnost, je možné přestat působit tlakem.It is also essential for the invention that procedural steps e) and f) are implemented simultaneously using thermocompression, which means that pressure and heat are applied from the outside of the casing to partially melt the casing into a less viscous state and subsequently bind it to the structure of the textile substrate. Afterwards, the heat will cease to act on the assembly of the casing and the textile substrate while the pressure is maintained, for the time necessary for the casing to solidify again. As soon as the casing turns back into a solid body exhibiting mechanical resistance, it is possible to stop exerting pressure.
Hlavním přínosem vynálezu je to, že koncentruje více výrobních kroků do menšího počtu výrobních kroků, což se z ekonomického hlediska projevuje v rentabilitě prováděného způsobu, oproti jiným známým metodám elektrického kontaktování a pouzdření. Současně je výhodné, že navzdory zjednodušení procesu výroby, jsou vynálezem připravené elektrické kontakty odolné vůči vnějším vlivům. Vynálezem provedená povrchová montáž neznehodnocuje textilní substrát a je v podstatě samovolně neoddělitelná. Navíc vynález garantuje stabilní elektrickou vodivost, a tím pádem i stabilní elektrický odpor elektrického kontaktu mezi elektrickými vývody elektronické komponenty.The main benefit of the invention is that it concentrates more production steps into a smaller number of production steps, which from an economic point of view is reflected in the profitability of the performed method, compared to other known methods of electrical contacting and encapsulation. At the same time, it is advantageous that, despite the simplification of the production process, the electrical contacts prepared by the invention are resistant to external influences. The surface assembly carried out by the invention does not degrade the textile substrate and is basically self-inseparable. In addition, the invention guarantees a stable electrical conductivity, and thus also a stable electrical resistance of the electrical contact between the electrical terminals of the electronic component.
V rozvíjejícím provedení vynalezeného způsobu se ohřátá sestava pouzdra a textilního substrátu aktivně chladí pro zkrácení doby nutné pro opětovné ztuhnutí viskózní části pouzdra. Aktivní chlazení násobně zkrátí dobu disipace již přebytečného tepla ze sestavy pouzdra a textilního substrátu, což zvýší objem výroby v rámci stejného časového úseku.In a developing embodiment of the invented method, the heated assembly of the casing and textile substrate is actively cooled to shorten the time required for the viscous part of the casing to solidify again. Active cooling will multiply the time of dissipation of already excess heat from the assembly of the case and textile substrate, which will increase the volume of production within the same time period.
V dalším rozvíjejícím provedení vynalezeného způsobu se pouzdro v rámci postupového kroku b) vyrobí pomocí aditivní výroby - 3D tisk. Aditivní výroba umožňuje výrobu pouzdra s přesným tvarem úložné kavity pro uložení elektronické součástky nebo elektronického modulu. Navíc aditivní výroba umožňuje v pouzdru vyrábět regiony s upraveným materiálovým složením, a to pouhou výměnou jednoho filamentu pro 3D tisk, za jiný, či současným tiskem z více filamentů.In another developing embodiment of the invented method, the case is manufactured using additive manufacturing - 3D printing as part of procedure step b). Additive manufacturing enables the production of a case with the exact shape of a storage cavity for storing an electronic component or an electronic module. In addition, additive manufacturing makes it possible to produce regions with a modified material composition in the case, simply by replacing one filament for 3D printing with another, or by simultaneously printing from several filaments.
V posledním rozvíjejícím provedení vynalezeného způsobu se v rámci postupového kroku c) pouzdro tiskne přímo k elektronické komponentě. To je výhodné zejména v případech, kdy je použitá elektronická komponenta zranitelná a je výhodnější ji hned zapouzdřit, aby nedošlo k jejímu poškození před aplikací na textilní substrát. Navíc se tím při samotném procesu aplikace na textilní substrát ušetří jeden postupový krok, který zahrnuje nasazení pouzdra na elektronickou komponentu, čímž se opět zrychlí proces výroby.In the last developing embodiment of the invented method, the case is printed directly to the electronic component as part of procedure step c). This is especially advantageous in cases where the electronic component used is vulnerable and it is more advantageous to encapsulate it immediately to avoid damage before application to the textile substrate. In addition, during the actual application process to the textile substrate, this saves one procedural step, which includes putting the case on the electronic component, thereby speeding up the production process again.
Součástí vynálezu je rovněž pouzdro k provádění vynalezeného způsobu elektrického kontaktování a zapouzdření elektronické komponenty na textilním substrátu pro povrchovou montáž elektronických součástek nebo elektronických modulů chytrých textilií.The invention also includes a case for performing the invented method of electrical contacting and encapsulation of an electronic component on a textile substrate for surface mounting of electronic components or electronic modules of smart textiles.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že je pouzdro tvořeno čtyřmi částmi z termoplastu, kde první část tvoří úložná kavita s rigidní stěnou pro vložení elektronické komponenty. Tuhost kavity má především úkol mechanické ochrany v ní uložené elektronické komponenty a nepružné fixace v místě elektrického kontaktu vývodu komponenty. Druhá část tvoří flexibilní vnější obal okolo úložné kavity pro vytvoření rozhraní mezi textilním substrátem a tuhou kavitou s gradientní změnou tuhosti. Gradientní přechod zamezuje vytvoření rozhraní se skokovou změnou tuhosti na úpatí vnějšího flexibilního obalu. Pokud by byl přechod mezi textilním substrátem a pouzdrem skokový, hrozilo by, že dojde k nadměrnému mechanickému namáhání vodivého motivu textilie a degradaci funkci chytré textilie, to však gradientní přechod zcela kompenzuje. Současně je důležité, že tvar úložné kavity odpovídá vnějšímu tvaru elektronické komponenty. Za další jeThe essence of the invention is that the case is made of four parts made of thermoplastic, where the first part is a storage cavity with a rigid wall for inserting an electronic component. The rigidity of the cavity has the main task of mechanical protection of the electronic component stored in it and inflexible fixation at the point of electrical contact of the component's outlet. The second part forms a flexible outer casing around the storage cavity to create an interface between the textile substrate and the rigid cavity with a gradient change in stiffness. The gradient transition prevents the creation of an interface with a step change in stiffness at the base of the outer flexible envelope. If the transition between the textile substrate and the case was a step, there would be a risk of excessive mechanical stress on the conductive motif of the textile and degradation of the function of the smart textile, but the gradient transition completely compensates for this. At the same time, it is important that the shape of the storage cavity corresponds to the external shape of the electronic component. It's next
- 3 CZ 2022 - 431 A3 podstatné, že třetí část pouzdra tvoří insert elektrických vývodů elektronické komponenty, přičemž je insert tvořen termoplastem s obsahem rozptýlených elektricky vodivých částic. Třetí část nejenom, že chrání elektrické vývody elektronické komponenty, ale v momentě realizace elektrického kontaktu a pouzdření přechází do méně viskózního stavu, čímž vyplňuje prostor mezi vodivou ploškou a vývodem komponenty a po následném ztuhnutí podpoří elektrickou vodivost elektrického kontaktu a jeho stabilitu. Poslední součástí pouzdra je alespoň jedna fixační vložka z termoplastu pro přiložení proti spodní otevřené straně úložné kavity pouzdra pro její uzavření a následné zapečetění termokompresí.- 3 CZ 2022 - 431 A3 essential that the third part of the case forms an insert for the electrical outlets of the electronic component, while the insert is made of thermoplastic containing scattered electrically conductive particles. The third part not only protects the electrical terminals of the electronic component, but at the moment of electrical contact and encapsulation, it changes to a less viscous state, thereby filling the space between the conductive surface and the component terminal and, after solidification, supports the electrical conductivity of the electrical contact and its stability. The last part of the case is at least one fixing insert made of thermoplastic for placing against the lower open side of the storage cavity of the case for its closure and subsequent sealing by thermocompression.
Pouzdro podle vynálezu vyniká jednoduchou aplikací, současně vynikajícími výsledky v testech mechanického namáhání a odolnosti vůči vnějším vlivům, jako je prašnost, vlhkost, mechanické negativní vlivy atp.The case according to the invention excels in simple application, at the same time with excellent results in tests of mechanical stress and resistance to external influences, such as dust, moisture, negative mechanical influences, etc.
V rozvíjejícím provedení vynálezu pouzdra má fixační vložka alespoň jeden otvor vyplněný insertem elektrických vývodů elektronické komponenty. To je důležité zejména v aplikacích, kde se textilní substrát nenachází mezi spodní částí otevřené kavity a fixační vložkou, nýbrž kde se textilní substrát nachází pod fixační vložkou.In the developing embodiment of the case invention, the fixing insert has at least one hole filled with an insert for the electrical outlets of the electronic component. This is especially important in applications where the textile substrate is not located between the lower part of the open cavity and the fixation insert, but where the textile substrate is located under the fixation insert.
Je výhodné, pokud fixační vložka vykazuje dvě zóny, kde první zóna je rigidní a slouží k uzavření otevřené stěny úložné kavity. Proto tvar první zóny kopíruje tvar otevřené stěny úložné kavity. Druhá zóna fixační vložky je flexibilní a obaluje první zónu, která je rigidní. Konstrukce fixační vložky umožní zapečetit úložnou kavitu, která má všechny své strany posléze rigidní, a současně flexibilní část se prováže termokompresí a následným zchladnutím se strukturou textilního substrátu.It is advantageous if the fixation insert has two zones, where the first zone is rigid and serves to close the open wall of the storage cavity. Therefore, the shape of the first zone copies the shape of the open wall of the storage cavity. The second zone of the fixation insert is flexible and covers the first zone, which is rigid. The design of the fixing insert will make it possible to seal the storage cavity, which is then rigid on all its sides, and at the same time the flexible part is connected by thermocompression and subsequent cooling to the structure of the textile substrate.
Dále je výhodné, pokud flexibilní obal vykazuje na spodní straně nejméně jeden sesazovací kolík a fixační vložka vykazuje nejméně jeden sesazovací otvor. Sesazovací kolík může zapadnout pouze do sesazovacího otvoru, čímž je zajištěno, že fixační vložka přesně dosedne vůči zbývajícím částem pouzdra.Furthermore, it is advantageous if the flexible package has at least one detachable pin on the underside and the fixing insert has at least one detachable hole. The knock-down pin can only fit into the knock-down hole, ensuring that the locking insert fits snugly against the rest of the housing.
Poslední součástí vynálezu je sestava tvořená pouzdrem a textilním substrátem. Podstata vynálezu spočívá v tom, že adheze mezi pouzdrem a textilním substrátem je tvořena všemi částmi ztuhnutého termoplastického materiálu pouzdra, konkrétně rigidní kavity, flexibilního obalu a fixační vložky, ve struktuře textilního substrátu. Uvedené spojení je zcela nepropustné a trvanlivé, čímž je sestava ideálním řešením pro chytré textilie vyžadující povrchovou montáž elektronických komponent - SMD elektronických prvků.The last part of the invention is an assembly consisting of a case and a textile substrate. The essence of the invention is that the adhesion between the case and the textile substrate is formed by all parts of the solidified thermoplastic material of the case, namely the rigid cavity, the flexible cover and the fixing insert, in the structure of the textile substrate. The mentioned connection is completely impermeable and durable, making the assembly an ideal solution for smart textiles requiring surface mounting of electronic components - SMD electronic elements.
Díky vynálezu není nutné elektronické součástky a moduly vyčleňovat z chytrých oděvů za použití externích obalů, pouzder a kabelů, čímž může být ovlivněn jak komfort uživatele, tak celková váha a flexibilita oděvu.Thanks to the invention, it is not necessary to separate electronic components and modules from smart clothing using external packaging, cases and cables, which can affect both the user's comfort and the overall weight and flexibility of the clothing.
Z hlediska výroby chytrých textilií patří mezi hlavní přínosy vynálezu zjednodušení procesu výroby, v rámci kterého jsou postupové kroky realizovány současně, dále jeho šetrnost k textilním substrátům, neboť textilní substráty jsou vůči působení tlaku odolné a současně mají mnohem vyšší teplotu materiálové degradace, než je teplota tání termoplastických materiálů pouzdra, a dále jednoduchost výrobního procesu, která je vhodná pro automatizaci. Z hlediska aplikací patří mezi hlavní přínosy vynálezu odolnost zapouzdření vůči vnějším vlivům, a to mechanickým i chemickým, a dále kvalita elektrického kontaktu, který vykazuje stabilní elektrické vlastnosti i v průběhu extrémního namáhání, jako je třeba vystavení běžné opakované údržbě (automatickému praní a sušení), nošení chytrých textilií v krizových situacích, např. při provádění zásahů integrovaných záchranných složek atp.From the point of view of the production of smart textiles, the main benefits of the invention include the simplification of the production process, in which the procedural steps are implemented simultaneously, as well as its gentleness to textile substrates, as textile substrates are resistant to pressure and at the same time have a much higher temperature of material degradation than the temperature the melting of the thermoplastic materials of the case, and also the simplicity of the production process, which is suitable for automation. In terms of applications, the main benefits of the invention include the resistance of the encapsulation to external influences, both mechanical and chemical, as well as the quality of the electrical contact, which exhibits stable electrical properties even during extreme stress, such as exposure to routine repeated maintenance (automatic washing and drying). , wearing smart textiles in crisis situations, e.g. when carrying out interventions by integrated rescue services, etc.
- 4 CZ 2022 - 431 A3- 4 CZ 2022 - 431 A3
Objasnění výkresůClarification of drawings
Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde:Said invention will be further explained in the following drawings, where:
obr. 1 znázorňuje součásti sestavy před termokompresí s variantou pouzdra pro elektronickou součástku a s textilním substrátem uspořádaným mezi fixační vložku a zbývající části pouzdra, přičemž všechny části pouzdra byly vytištěny před vložením elektronické komponenty, obr. 2 znázorňuje součásti sestavy před termokompresí s variantou pouzdra pro elektronický modul a s textilním substrátem uspořádaným mezi fixační vložku a zbývající části pouzdra, přičemž všechny části pouzdra byly vytištěny před vložením elektronické komponenty, obr. 3 znázorňuje součásti sestavy před termokompresí s variantou pouzdra pro elektronickou součástku a s textilním substrátem uspořádaným mezi fixační vložku a zbývající části pouzdra, přičemž insert elektrických vývodů byla dotištěna po vložení elektronické komponenty, obr. 4 znázorňuje součásti sestavy před termokompresí s variantou pouzdra pro elektronický modul a s textilním substrátem uspořádaným mezi fixační vložku a zbývající části pouzdra, přičemž insert elektrických vývodů byla dotištěna po vložení elektronické komponenty, obr. 5 znázorňuje součásti sestavy před termokompresí s variantou pouzdra pro elektronickou součástku, které má dvě fixační vložky pro vytvoření sendvičové struktury s textilním substrátem, obr. 6 znázorňuje součásti sestavy před termokompresí s variantou pouzdra pro elektronický modul, které má dvě fixační vložky pro vytvoření sendvičové struktury s textilním substrátem, obr. 7 znázorňuje součásti sestavy před termokompresí s variantou pouzdra pro elektronickou součástku, které má jedinou fixační vložku uzpůsobenou pro přiložení textilního substrátu z její spodní části, obr. 8 znázorňuje součásti sestavy před termokompresí s variantou pouzdra pro elektronický modul, které má jedinou fixační vložku uzpůsobenou pro přiložení textilního substrátu z její spodní části.Fig. 1 shows the components of the assembly before thermocompression with the housing variant for the electronic component and with a textile substrate arranged between the fixing insert and the remaining parts of the housing, with all parts of the housing printed before the insertion of the electronic component, Fig. 2 shows the components of the assembly before thermocompression with the housing variant for the electronic component module and with a textile substrate arranged between the fixing insert and the remaining parts of the case, all parts of the case being printed before the insertion of the electronic component, Fig. 3 shows the parts of the assembly before thermocompression with the variant of the case for the electronic component and with the textile substrate arranged between the fixing insert and the remaining parts of the case, with the insert of the electrical terminals reprinted after the insertion of the electronic component, Fig. 4 shows the components of the assembly before thermocompression with the housing variant for the electronic module and with the textile substrate arranged between the fixing insert and the remaining parts of the housing, while the insert of the electrical terminals was reprinted after the insertion of the electronic component, Fig. 5 shows the components of the assembly before thermocompression with a variant of the housing for an electronic component that has two fixing inserts to create a sandwich structure with a textile substrate, Fig. 6 shows the components of the assembly before thermocompression with a variant of the housing for an electronic module that has two fixing inserts to create a sandwich structure with a textile substrate, Fig. 7 shows the components of the assembly before thermocompression with the housing variant for the electronic component, which has a single fixing insert adapted to attach the textile substrate from its lower part, Fig. 8 shows the components of the assembly before thermocompression with the housing variant for the electronic module, which it has a single fixing insert adapted to attach the textile substrate from its lower part.
Příklad uskutečnění vynálezuAn example of the implementation of the invention
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána.It is to be understood that the specific embodiments of the invention described and illustrated below are presented for illustration purposes and not as a limitation of the invention to the examples shown. Those skilled in the art will find or be able to ascertain, using routine experimentation, a greater or lesser number of equivalents to the specific embodiments of the invention described herein.
Pod pojmem chytrá textilie je možné si představit oděv, který kromě odívací funkce, má další funkci, založenou na elektronickém vybavení. Příkladem takových chytrých textilií mohou být například tréninkové kombinézy sportovců s elektronickým monitoringem těla sportovce, dále např. zásahové obleky hasičů s elektronickým monitoringem okolního prostředí nebo monitoringem samotného hasiče pro zvýšení bezpečnosti, dále například kombinézy pro filmovou technologii „motion capture“, dresy závodníků, pracovní oděvy, atd. OdborníkUnder the term smart textile, it is possible to imagine clothing that, in addition to its clothing function, has another function based on electronic equipment. Examples of such smart textiles can be, for example, training overalls for athletes with electronic monitoring of the athlete's body, further e.g. emergency suits for firefighters with electronic monitoring of the surrounding environment or monitoring of the firefighter himself to increase safety, further for example overalls for "motion capture" film technology, competition jerseys, work clothes, etc. Expert
- 5 CZ 2022 - 431 A3 na chytré textilie bude schopen vyjmenovat celou další řadu příkladů spadajících pod množinu s obecným názvem chytré textilie.- 5 CZ 2022 - 431 A3 for smart textiles will be able to list a whole other series of examples falling under the set with the general name of smart textiles.
Aby chytrá textilie byla funkční je vyrobena z textilního substrátu 2, který zahrnuje například plně integrované senzory teploty, vlhkosti, tlaku, ohybu, atp. Integrace je založena na zhotovení elektricky vodivého motivu o vhodné topologii přímo ve struktuře textilního substrátu 2, a to třeba pomocí vodivé nebo odporové vodivé textilní nitě, či příze, nebo nanesením vodivé pasty a inkoustu. V textilním substrátu 2 jsou obdobně zhotoveny elektricky vodivé dráhy 11.In order for the smart textile to be functional, it is made of a textile substrate 2, which includes, for example, fully integrated sensors of temperature, humidity, pressure, bending, etc. The integration is based on the production of an electrically conductive motif with a suitable topology directly in the structure of the textile substrate 2, perhaps using a conductive or resistive conductive textile thread or yarn, or by applying conductive paste and ink. In the textile substrate 2, electrically conductive tracks 11 are similarly made.
Laik si může představit chytrý oděv jako elektrický obvod desky plošných spojů, kde nosnou deskou plošných spojů je textilní substrát 2, a propojení mezi elektronickými komponentami 1 je realizováno, např. vyšitými elektricky vodivými drahami 11, přičemž elektronické komponenty 1 určené pro povrchovou montáž se neupevňují na tuhý substrát jako je tomu na desce plošných spojů, ale přímo na textilní substrát 2.A layman can imagine a smart garment as an electric circuit of a printed circuit board, where the supporting printed circuit board is a textile substrate 2, and the connection between the electronic components 1 is realized, for example, by embroidered electrically conductive paths 11, while the electronic components 1 intended for surface mounting are not fixed on a rigid substrate such as on a printed circuit board, but directly on a textile substrate 2.
Na textilním substrátu 2 jsou proto speciálně vyšívané sesazovací značky z nevodivé nitě, které usnadňují povrchovou montáž elektronických komponentů 1. Sesazovací značky pomohou s přesným usazením elektronické komponenty 1, aby její elektrické vývody 7 správně dosedly na pro ni určené elektricky vodivé dráhy 11textilního substrátu 2. Protože vodivé dráhy 11 jsou zpravidla malého rozměru, jsou na textilním substrátu 2 vyšívány kontaktní plochy.On the textile substrate 2, there are therefore specially embroidered mounting marks made of non-conductive thread, which facilitate the surface assembly of the electronic components 1. The mounting marks will help with the precise seating of the electronic component 1, so that its electrical terminals 7 fit correctly on the electrically conductive tracks 11 of the textile substrate 2 intended for it. Since the conductive tracks 11 are usually of small size, contact surfaces are embroidered on the textile substrate 2.
Technický znak elektronická komponenta 1 v sobě zahrnuje jak elektronické součástky neintegrovatelné do textilního substrátu 2, tak složitější elektronické moduly, které se používají k povrchové montáži na textilní substrát 2.The technical feature electronic component 1 includes both electronic components that cannot be integrated into the textile substrate 2 and more complex electronic modules that are used for surface mounting on the textile substrate 2.
Na obr. 1 jsou znázorněny součásti budoucí sestavy před procesem termokomprese. Mezi součásti patří elektronická komponenta 1, např. elektronická součástka pro vysílání rádiového signálu pro bezdrátový přenos dat, která má být povrchovou montáží upevněna na textilní substrát 2.Fig. 1 shows the components of the future assembly before the thermocompression process. The components include an electronic component 1, e.g. an electronic component for transmitting a radio signal for wireless data transmission, which is to be surface-mounted onto a textile substrate 2.
Dále je vyobrazeno na obr. 1, že na textilním substrátu 2 jsou na lícové straně dostupné kontaktní plochy elektricky vodivých drah 11. Z elektronické komponenty 1 vystupují elektrické vývody 7.It is further shown in Fig. 1 that on the textile substrate 2 there are accessible contact surfaces of electrically conductive tracks 11 on the front side. Electrical outlets 7 emerge from the electronic component 1.
Další částí budoucí sestavy je pouzdro, které je tvořeno úložnou kavitou 3, jejíž vnitřní tvar přesně kopíruje elektronickou komponentu 1, a která je tvořena tuhým termoplastem (např. ABST, ASA, PC, PC/PMMA, PET-G, PC/ABS, PP, CPE - Tvrdost > 60 Shore D), aby vytvořila pevnou ochranu elektronické komponenty 1. Úložná kavita 3 je obklopena flexibilním obalem 4, který přes gradientní přechod 5 tuhosti po obvodu úložné kavity 3 vytváří flexibilní prstenec, jehož úkolem je dobře přiléhat k lícové straně textilního substrátu 2 a zajistit plynulý přechod mezi textilním substrátem a tuhou kavitou. Z obrázku je dobře patrné, že gradientní přechod 5 tuhosti je realizován postupnou změnou tloušťky flexibilního obalu 4. Flexibilní obal 4 je rovněž z termoplastu (např. na bázi polyuretanu (TPU), polyesteru (TPE) nebo styrenu (TPS) - tvrdost < 75 Shore A). Součástí pouzdra je insert 6 pro obklopení elektrických vývodů 7. Insert 6 je vytištěna z termoplastického materiálu s obsahem elektricky vodivých částic (např. materiál na bázi polyesteru s obsahem částic mědi). Elektricky vodivé částice je podle potřeby možné vyrobit z různých elektricky vodivých materiálů např. (kovů, uhlíku, uhlíkových alotropů, vodivých oxidů kovů), přičemž pod pojmem částice si lze představit i kuličky, vlákna, vločky, nanodrátky, nanočástice nebo nanotrubice. Poslední částí pouzdra je fixační vložka 8, která slouží k zaklopení úložné kavity 3, a tím k zapečetění pouzdra, včetně jeho přilepení k textilnímu substrátu 2 směrem z rubové strany textilního substrátu 2. Fixační vložka 8 v sobě kombinuje jak flexibilní, tak tuhé, termoplastické materiály. První zóna 9 fixační vložky 8 je z tuhého termoplastu, obdobně jako úložná kavita 3. První zóna 9 tvarem a velikostí odpovídá otevřené straně úložné kavity, kterou byla do úložné kavity 3 vložena elektronická komponenta 1. Druhá zóna 10 je z flexibilního termoplastu, jako flexibilní obal 4, přičemž obklopuje první zónu 9, a plní stejnou funkci, jako flexibilní obal 4, akorát z rubové strany textilního substrátu 1.Another part of the future assembly is the case, which is formed by the storage cavity 3, the internal shape of which exactly copies the electronic component 1, and which is made of rigid thermoplastic (e.g. ABST, ASA, PC, PC/PMMA, PET-G, PC/ABS, PP, CPE - Hardness > 60 Shore D) to form a rigid protection of the electronic component 1. The storage cavity 3 is surrounded by a flexible casing 4, which, through the gradient transition 5 of stiffness around the perimeter of the storage cavity 3, creates a flexible ring whose task is to fit well to the face side of the textile substrate 2 and ensure a smooth transition between the textile substrate and the rigid cavity. It is clearly visible from the figure that the gradient transition 5 of stiffness is realized by a gradual change in the thickness of the flexible cover 4. The flexible cover 4 is also made of thermoplastic (e.g. based on polyurethane (TPU), polyester (TPE) or styrene (TPS) - hardness < 75 Shore A). Part of the case is an insert 6 for surrounding electrical outlets 7. Insert 6 is printed from a thermoplastic material containing electrically conductive particles (e.g. polyester-based material containing copper particles). Electrically conductive particles can be produced as needed from various electrically conductive materials, e.g. (metals, carbon, carbon allotropes, conductive metal oxides), while the term particle can also be thought of as balls, fibers, flakes, nanowires, nanoparticles or nanotubes. The last part of the case is the fixing insert 8, which is used to close the storage cavity 3, and thus to seal the case, including its adhesion to the textile substrate 2 from the reverse side of the textile substrate 2. The fixing insert 8 combines both flexible and rigid thermoplastic materials. The first zone 9 of the fixing insert 8 is made of a rigid thermoplastic, similarly to the storage cavity 3. The first zone 9 corresponds in shape and size to the open side of the storage cavity, in which the electronic component 1 was inserted into the storage cavity 3. The second zone 10 is made of flexible thermoplastic, as a flexible the cover 4, while surrounding the first zone 9, and fulfills the same function as the flexible cover 4, just from the reverse side of the textile substrate 1.
- 6 CZ 2022 - 431 A3- 6 CZ 2022 - 431 A3
Obr. 2 prezentuje podobné uskutečnění vynálezu s rozdílem, že elektronickou komponentu 1 tvoří elektronický modul, který je konstrukčně komplikovanější elektronickou komponentou 1, než je elektronická součástka.Giant. 2 presents a similar implementation of the invention with the difference that the electronic component 1 is an electronic module, which is structurally more complicated by the electronic component 1 than the electronic component.
Povrchová montáž a zapouzdření elektronické komponenty 1 na textilní substrát 2 proběhly tak, že bylo vytištěno 3D tiskem pouzdro na míru elektronické komponentě 1, načež do něj byla vložena elektronická komponenta 1. Pouzdro bez fixační vložky 8 se přiložilo na lícovou stranu textilního substrátu 2 s přesným usazením podle sesazovacích značek, zatímco fixační vložka 8 se přiložila z rubové strany textilního substrátu 2 tak, aby uzavřela úložnou kavitu 3 s textilním substrátem 3 zapouzdřeným uvnitř.The surface assembly and encapsulation of the electronic component 1 on the textile substrate 2 took place by 3D printing a case tailored to the electronic component 1, after which the electronic component 1 was inserted into it. The case without the fixing insert 8 was placed on the front side of the textile substrate 2 with a precise by settling according to the mounting marks, while the fixing insert 8 was applied from the reverse side of the textile substrate 2 so as to close the storage cavity 3 with the textile substrate 3 encapsulated inside.
3D tisk pouzdra se může realizovat postupně, tak že se tisknou části podle aktuálně použitého filamentu (termoplastického materiálu), nebo je 3D tiskárna opatřena více filamenty současně a do tiskové hlavy je distribuován filament podle aktuálně tištěné části pouzdra, případně je 3D tiskárna opatřena více tiskovými hlavami, které jsou využívány podle aktuální tištěné části pouzdra.3D printing of the housing can be carried out gradually, so that parts are printed according to the currently used filament (thermoplastic material), or the 3D printer is equipped with multiple filaments at the same time and the filament is distributed to the print head according to the currently printed part of the housing, or the 3D printer is equipped with multiple printing heads that are used according to the current printed part of the case.
Následně se použilo zařízení pro termokompresí, které začalo na pouzdro působit zvýšeným tlakem a teplem. Tlak musí být zvýšený, aby teplem natavené části pouzdra pronikaly do struktury textilního substrátu 2, a aby došlo ke spojení elektrické vodivé dráhy 11 a elektrického vývodu 7. Současně se působením tepla roztaví insert 6, jehož elektricky vodivé částice přilnou jak k elektrickým vývodům 7, tak i k elektricky vodivým drahám 11. Teplota ohřevu překoná teplotu tání termoplastického materiálu pouzdra, avšak je nižší, než teplota degradace textilního substrátu 2 a elektronické komponenty 1.Subsequently, a thermocompression device was used, which began to act on the case with increased pressure and heat. The pressure must be increased so that the heat-fused parts of the case penetrate into the structure of the textile substrate 2, and so that the electrical conductive path 11 and the electrical outlet 7 are connected. as well as to the electrically conductive tracks 11. The heating temperature exceeds the melting temperature of the thermoplastic material of the case, but is lower than the degradation temperature of the textile substrate 2 and the electronic component 1.
Po propojení termoplastického materiálu pouzdra se strukturu textilního substrátu 2 se zachová zvýšený tlak, avšak je přerušena distribuce tepla, aby termoplastický materiál pouzdra přešel zpět do tuhého stavu. Proces disipace tepla může být urychlen, pokud zařízení pro termokompresi v přítlačných čelistech zahrnuje kromě ohřívacího okruhu i chladicí okruh, nebo oddělením procesu tavení a chlazení s využitím dvou lisů s rozdílnou teplotou.After connecting the thermoplastic material of the housing to the structure of the textile substrate 2, the increased pressure is maintained, but the distribution of heat is interrupted so that the thermoplastic material of the housing transitions back to a solid state. The process of heat dissipation can be accelerated if the equipment for thermocompression in the press jaws includes a cooling circuit in addition to the heating circuit, or by separating the melting and cooling processes using two presses with different temperatures.
Na obr. 3 a obr. 4 jsou znázorněna pouzdra podobná těm z obr. 1 a 2, avšak tato pouzdra byla vytištěna přímo na povrch elektronických komponentů 1. Především část pouzdra insert 6 byla natištěna přímo na elektrické vývody 7 elektronických komponentů 1.Fig. 3 and Fig. 4 show cases similar to those in Fig. 1 and 2, but these cases were printed directly on the surface of the electronic components 1. In particular, part of the insert case 6 was printed directly on the electrical terminals 7 of the electronic components 1.
Co se týče samotné aplikace vynálezu na textilní substrát 2, tak ta je obdobná, jako tomu bylo v případě uskutečnění vynálezu z obr. 1 a 2.As for the actual application of the invention to the textile substrate 2, it is similar to the implementation of the invention from Fig. 1 and 2.
Na obr. 5 a 6 je uskutečnění vynálezu z obr. 1 a 2 vylepšeno o technické znaky sesazovací kolík 12 a sesazovací otvor 13, přičemž je fixační vložka 8 dvojdílná. První díl fixační vložky 8 se přikládá k lícové straně textilního substrátu 2 a jeho úkolem je uzavřít úložnou kavitu 3 a přiložit inserty 6 k elektrickým vývodům 7. Inserty 6 jsou v otvorech prvního dílu fixační vložky 8. To je výhodné zejména u elektrických vývodů elektronických komponentů 1, které nedovolují aplikovat insert 6 přímo v oblasti úložné kavity 3. Druhá část fixační vložky 8 se přikládá k rubové straně textilního substrátu 2. Jejím úkolem je doplňková mechanická opora a doplňkové zapečetění elektrických kontaktů z rubové strany textilního substrátu 2.In Figs. 5 and 6, the implementation of the invention from Figs. 1 and 2 is improved by the technical features of the dismounting pin 12 and the dismounting hole 13, while the fixing insert 8 is two-part. The first part of the fixing insert 8 is attached to the front side of the textile substrate 2 and its task is to close the storage cavity 3 and attach the inserts 6 to the electrical outlets 7. The inserts 6 are in the holes of the first part of the fixing insert 8. This is especially advantageous for the electrical outlets of electronic components 1, which do not allow the insert 6 to be applied directly in the area of the storage cavity 3. The second part of the fixation insert 8 is attached to the reverse side of the textile substrate 2. Its task is additional mechanical support and additional sealing of the electrical contacts from the reverse side of the textile substrate 2.
Obr. 7 a 8 prezentují alternativu k uskutečnění vynálezu z obr. 5 a 6, avšak bez dvojdílné fixační vložky 8. Fixační vložka 8 vykazuje pouze jeden díl, který se přikládá k lícové straně textilního substrátu 2. Přesné připojení fixační vložky 8 vůči úložné kavitě 3 opět řeší přítomné sesazovací kolíky 12 a otvory 13.Giant. 7 and 8 present an alternative to the implementation of the invention from Figs. 5 and 6, but without the two-part fixing insert 8. The fixing insert 8 has only one part which is attached to the front side of the textile substrate 2. The exact connection of the fixing insert 8 to the storage cavity 3 again it solves the present set-down pins 12 and holes 13.
- 7 CZ 2022 - 431 A3- 7 CZ 2022 - 431 A3
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Způsob elektrického kontaktování a zapouzdření elektronické komponenty na textilním substrátu 5 chytré textilie, pouzdro pro provádění vynalezeného způsobu, a sestava pouzdra a textilního substrátu podle vynálezu naleznou uplatnění při výrobě chytrých textilií.The method of electrical contacting and encapsulation of an electronic component on a textile substrate 5 of a smart textile, the case for carrying out the invented method, and the assembly of the case and the textile substrate according to the invention will find application in the production of smart textiles.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-431A CZ2022431A3 (en) | 2022-10-12 | 2022-10-12 | A method of electrically contacting and encapsulating an electronic component on a textile substrate of a smart textile, a casing for carrying out this, and an assembly of the casing and the textile substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-431A CZ2022431A3 (en) | 2022-10-12 | 2022-10-12 | A method of electrically contacting and encapsulating an electronic component on a textile substrate of a smart textile, a casing for carrying out this, and an assembly of the casing and the textile substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ309663B6 CZ309663B6 (en) | 2023-06-21 |
| CZ2022431A3 true CZ2022431A3 (en) | 2023-06-21 |
Family
ID=86766552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-431A CZ2022431A3 (en) | 2022-10-12 | 2022-10-12 | A method of electrically contacting and encapsulating an electronic component on a textile substrate of a smart textile, a casing for carrying out this, and an assembly of the casing and the textile substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2022431A3 (en) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204969578U (en) * | 2015-08-20 | 2016-01-20 | 汪尧航 | Luminous clothing |
| WO2017192167A1 (en) * | 2016-05-03 | 2017-11-09 | Google Llc | Connecting an electronic component to an interactive textile |
| US20180240738A1 (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-23 | Cyntec Co., Ltd. | Electronic package and fabrication method thereof |
| WO2018187376A1 (en) * | 2017-04-03 | 2018-10-11 | The Regents Of The University Of California | Three-dimensional integrated stretchable electronics |
| US10561019B2 (en) * | 2017-08-25 | 2020-02-11 | Tactotek Oy | Ecological multilayer structure for hosting electronics and related method of manufacture |
| TWI698966B (en) * | 2019-05-14 | 2020-07-11 | 矽品精密工業股份有限公司 | Electronic package and manufacturing method thereof |
-
2022
- 2022-10-12 CZ CZ2022-431A patent/CZ2022431A3/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ309663B6 (en) | 2023-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Komolafe et al. | Integrating flexible filament circuits for e‐textile applications | |
| Linz et al. | Embroidering electrical interconnects with conductive yarn for the integration of flexible electronic modules into fabric | |
| JP6630283B2 (en) | Methods, related configurations, and products for manufacturing electronic products | |
| KR20010075628A (en) | Article having an embedded electronic device, and method of making same | |
| Stanley et al. | A review of connectors and joining technologies for electronic textiles | |
| US10905006B2 (en) | Textile electronic device for smart clothing | |
| BRPI0710244B1 (en) | ELECTRONIC INLAY AND ELECTRONIC CARD AND METHODS TO MANUFACTURE THEM | |
| US5298464A (en) | Method of mounting a tape automated bonded semiconductor in a housing using a compressor | |
| ITMI20060484A1 (en) | ELECTRONIC DEVICE SUBSTRATE AND RELATIVE METHOD OF MANUFACTURING AND ELECTRONIC DISOOSITIVE AND RELATIVE PROCESSING METHOD | |
| CN100446224C (en) | Wiring substrate and method of fabricating the same | |
| CN109643696A (en) | Flexible interconnection | |
| CZ2022431A3 (en) | A method of electrically contacting and encapsulating an electronic component on a textile substrate of a smart textile, a casing for carrying out this, and an assembly of the casing and the textile substrate | |
| Linz et al. | Novel packaging technology for body sensor networks based on adhesive bonding a low cost, mass producible and high reliability solution | |
| CZ36555U1 (en) | A case for electrical connection and encapsulation of an electronic component on a textile substrate of a smart textile and an assembly of a case and a textile substrate | |
| EP4355037A1 (en) | A method of electrically contacting and encapsulating an electronic component on a textile substrate of a smart textile, a housing for carrying out the invented method, and a housing and textile substrate assembly formed by means of the invention | |
| Simon et al. | Development of a multi-terminal crimp package for smart textile integration | |
| CN106061126B (en) | Manufacturing method, flexible circuit and the smart card containing the flexible circuit of flexible circuit | |
| van den Brand et al. | Flipchip bonding of thin Si dies onto PET foils: possibilities and applications | |
| Kalas et al. | Contacting of SMD Components on the textile substrates | |
| IT201600086488A1 (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE AND CORRESPONDENT PROCEDURE | |
| JP2019523551A (en) | MICRO DISTRIBUTION BOX AND ITS MANUFACTURING METHOD USING APPLICATION USE ELECTRONICS | |
| Löher et al. | Stretchable electronic systems: Realization and applications | |
| Löher et al. | Stretchable electronics manufacturing and application | |
| US20050046016A1 (en) | Electronic package with insert conductor array | |
| Schmied et al. | STELLA-Stretchable electronics for large area applications-A new technology for smart textiles |